CN115223792B - 多层陶瓷电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多层陶瓷电容器及其制备方法，多层陶瓷电容器包括：陶瓷本体，包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及位于所述第一内电极和所述第二内电极之间的介电层；第一外电极和第二外电极，设置在所述陶瓷本体上，所述第一外电极电连接所述第一内电极，所述第二外电极电连接所述第二内电极；所述第一外电极和/或第二外电极包括自所述陶瓷本体由内向外依次层叠的第一铜层、第二铜层或第二银层、镍层和锡层。该多层陶瓷电容器外部电极采用双层铜结构，解决了后续电镀工艺的镍液渗入第一铜层的问题，减少第一层铜与陶瓷本体的内应力，减少焊锡过程中造成材料热收缩应力，避免了陶瓷本体残留应力过大而产生裂纹。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷电容器技术领域，尤其涉及一种多层陶瓷电容器及其制备方法。
背景技术
多层陶瓷电容器(Multi-layer Ceramic Capacitor，简称MLCC)是应用最广泛的电子元件之一。常规的多层陶瓷电容器一般包括多个陶瓷介质层及与多个内电极层交替层叠的陶瓷本体，多层陶瓷电容器一般还包括两个外电极，两个外电极分别电连接交替层叠的内电极层。
现有技术中，多层陶瓷电容器的外部电极从内至外一般为铜层、镍层及锡层，外部电极的制备过程包括：粘附铜膏，烧附铜膏，电镀镍，电镀锡，从而形成外部电极。
因铜膏中包括铜粉、玻璃和树脂，在烧附铜膏的过程中，铜膏内的树脂容易从铜膏表面挥发从而形成空洞，在后续的电镀镍过程中，因电镀液具有酸性，易侵蚀铜层的金属玻璃相并侵入铜层的空洞内部，造成铜层内部有少许的镍金属与电镀液。在后续多层陶瓷电容器成品应用过程中，例如将多层陶瓷电容器焊接在电路板上时，多层陶瓷电容器会经过回流焊工艺(SMT爬锡)，产品受热温度为260-320℃不等，因铜金属层内部残留镍金属，而铜与镍二者热膨胀系数或者热收缩率不同，产生的内应力会作用于陶瓷本体，造成陶瓷本体产生裂纹，导致性能下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多层陶瓷电容器及其制备方法，用于解决铜层内残留镍金属且镍与铜因热收缩率不同造成陶瓷本体产生裂纹的现象。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种多层陶瓷电容器，包括：
陶瓷本体，包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及位于所述第一内电极和所述第二内电极之间的介电层；
第一外电极和第二外电极，设置在所述陶瓷本体上，所述第一外电极电连接所述第一内电极，所述第二外电极电连接所述第二内电极；
所述第一外电极和/或第二外电极包括自所述陶瓷本体由内向外依次层叠的第一铜层、第二铜层或第二银层、镍层和锡层。
在一个可选的方案中，所述第一铜层是包含铜和玻璃的烧附铜层，所述第一铜层中形成有若干空洞，所述第二铜层或第二银层填补部分所述空洞。
在一个可选的方案中，所述第一铜层的厚度为10-15μm。
在一个可选的方案中，所述第一铜层的内表面和外表面的玻璃含量高于所述第一铜层其余位置的玻璃含量。
在一个可选的方案中，所述第一铜层内形成有氧化铜，且所述第一铜层外表面的氧化铜的含量高于所述第一铜层其余位置的氧化铜的含量，所述第一铜层的外表面的氧含量高于所述第一铜层其余位置的氧含量。
在一个可选的方案中，所述第一铜层在自内表面向外表面的厚度方向上，氧化铜的含量和氧含量逐渐升高。
在一个可选的方案中，所述第二铜层是包含铜和玻璃的烧附铜层，或者所述第二银层是包含银和玻璃的烧附银层。
在一个可选的方案中，所述第二铜层或第二银层的厚度为3-5μm。
在一个可选的方案中，所述第二铜层或第二银层的内表面和外表面的玻璃含量高于所述第二铜层或第二银层其余位置的玻璃含量。
在一个可选的方案中，所述第一铜层的外表面与所述第二铜层或第二银层的内表面交界处的玻璃含量高于所述第一铜层与第二铜层或第二银层的其余位置的玻璃含量。
在一个可选的方案中，所述第二铜层或第二银层内形成有氧化铜或氧化银，且所述第二铜层或第二银层的外表面的氧化铜或氧化银的含量高于所述第二铜层或第二银层其余位置的氧化铜或氧化银的含量，所述第二铜层或第二银层的外表面的氧含量高于所述第二铜层或第二银层其余位置的氧含量。
在一个可选的方案中，所述第二铜层或第二银层在自内表面向外表面的厚度方向上，氧化铜或氧化银的含量和氧含量逐渐升高。
在一个可选的方案中，所述第二铜层或第二银层的致密性高于所述第一铜层的致密性。
在一个可选的方案中，所述第二铜层中的铜的粒径小于所述第一铜层中铜的粒径，或者所述第二铜层的烧结温度大于第一铜层的烧结温度。
在一个可选的方案中，所述第二铜层是包含纯铜的电镀铜层，或者所述第二银层是包含纯银的电镀银层，所述第二铜层或第二银层的致密性高于所述第一铜层的致密性。
在一个可选的方案中，所述第二铜层或第二银层的厚度为1-2μm。
在一个可选的方案中，所述第二铜层中的铜的粒径小于所述第一铜层中铜的粒径，进一步使所述第二铜层的致密性高于所述第一铜层的致密性。
在一个可选的方案中，所述第一外电极和/或第二外电极还包括第一银层，所述第一银层设置在所述陶瓷本体和第一铜层之间并将对应的第一内电极和第二内电极电性连接。
本发明还提供了一种多层陶瓷电容器的制备方法，包括：
提供陶瓷本体，包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及位于所述第一内电极和所述第二内电极之间的介电层；
在所述陶瓷本体上形成第一外电极和第二外电极，所述第一外电极电连接所述第一内电极，所述第二外电极电连接所述第二内电极，所述第一外电极和/或第二外电极包括自所述陶瓷本体由内向外依次层叠的第一铜层、第二铜层或第二银层、镍层和锡层。
在一个可选的方案中，所述第一铜层采用以下方法形成：将铜膏沾附在所述陶瓷本体上，通过烧附形成所述第一铜层；
所述第二铜层或第二银层采用以下方法形成：将铜膏或银膏沾附在所述第一铜层上，通过烧附形成所述第二铜层或第二银层。
在一个可选的方案中，用于形成所述第一铜层和所述第二铜层的铜膏均包括铜粉、玻璃和树脂，所述铜粉中包括球状铜粉和/或片状铜粉，用于形成所述第二铜层的铜粉的尺寸小于用于形成所述第一铜层的铜粉的尺寸。
在一个可选的方案中，用于形成所述第一铜层的片状铜粉的尺寸为7-9μm，用于形成所述第二铜层的片状铜粉的尺寸为2-3μm。
在一个可选的方案中，所述第一铜层采用以下方法形成：将铜膏沾附在所述陶瓷本体上，通过烧附形成所述第一铜层，用于形成所述第一铜层的铜膏包括铜粉、玻璃和树脂；
所述第二铜层或第二银层采用以下方法形成：通过电镀方法在所述第一铜层上形成所述第二铜层或第二银层，用于电镀形成的所述第二铜层或第二银层为纯铜或纯银。
在一个可选的方案中，所述第一外电极和/或第二外电极的制备方法还包括：先在所述陶瓷本体通过烧附的方式形成电性连接对应第一内电极和第二内电极的第一银层，再在所述第一银层上形成所述第一铜层、第二铜层或第二银层、镍层和锡层。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
多层陶瓷电容器的外部电极采用双层铜结构，即在第一铜层与镍层之间增加第二铜层，形成了双层铜结构，第二铜层的铜会填补第一铜层在制备时形成的大部分空洞，甚至全部空洞，第二铜层有效将第一铜层与镍层进行隔离，从而解决后续电镀工艺的镍液渗入第一铜层内的问题，在多层陶瓷电容器后续应用过程中，第一铜层和第二铜层的具有较佳相容性，即使第二铜层内残留镍金属且铜与镍层的热膨胀系数或者热收缩率不同，由于第二铜层的隔离作用，产生的内应力也无法作用于陶瓷本体，从而有效减少第一铜层与陶瓷本体的内应力，减少焊锡过程中造成材料热收缩应力(热应力)，避免了陶瓷本体因残留应力过大而产生裂纹。
附图说明
图1是本发明一个实施例的多层陶瓷电容器的立体结构示意图。
图2是本发明一个实施例的多层陶瓷电容器的剖面示意图。
图3是图2的虚线圆圈处的局部放大图。
图4是本发明一个实施例的多层陶瓷电容器的部分分解示意图。
图5是本发明另一实施例的多层陶瓷电容器的部分分解示意图。
图6是图5实施例的多层陶瓷电容器的剖面示意图。
图7是图6的虚线圆圈处的局部放大图。
图8是本发明具体实施例1中第一铜层的局部的SEM图像。
图9是本发明具体实施例1中第二铜层的局部的SEM图像。
图10是本发明实施例2的第二铜层的局部的SEM图像。
图中：1、陶瓷本体；2、第一内电极；3、第二内电极；4、介电层；5、第一外电极；6、第二外电极；7、第一铜层；8、第二铜层；9、镍层；10、锡层；11、第一银层。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。
参照图1-4所示，本发明提供一种多层陶瓷电容器，包括：陶瓷本体1、第一外电极5和第二外电极6。
陶瓷本体1包括层叠设置的多个第一内电极2、多个第二内电极3以及多个位于所述第一内电极2和所述第二内电极3之间的介电层4，该多个第一内电极2和多个第二内电极3交替地暴露于所述陶瓷本体1的两个端面，第一内电极2和第二内电极3的材料例如是镍、银、铜或其他导电材料或者组合，介电层4的材料可以是具有高介电常数的陶瓷材料，包括但不限于是钛酸钡、钛酸锶，陶瓷本体1的最上层和最下层为介电层4层叠设置的上、下保护层。
第一外电极5和第二外电极6设置在所述陶瓷本体1上，所述第一外电极5电连接所述第一内电极2，所述第二外电极6电连接所述第二内电极3。
所述第一外电极5和/或第二外电极6包括自所述陶瓷本体1由内向外依次层叠的第一铜层7、第二铜层8、镍层9和锡层10。
上述结构通过在第一铜层7与镍层9之间增加第二铜层8，形成了双层铜的外电极结构，第二铜层8的铜会填补第一铜层7在制备时形成的大部分空洞，甚至全部空洞，第二铜层8有效将第一铜层7与镍层9进行隔离，从而解决后续电镀工艺的镍液渗入第一铜层7内的问题，在多层陶瓷电容器后续应用过程中，第一铜层7和第二铜层8具有较佳相容性，即使第二铜层8内残留镍金属且铜与镍的热膨胀系数或者热收缩率不同，由于第二铜层8的隔离作用，产生的内应力也无法作用于陶瓷本体1，从而有效减少第一铜层7与陶瓷本体1的内应力，减少焊锡过程中造成材料热收缩应力(热应力)，避免了陶瓷本体1因残留应力过大而产生裂纹。
在一具体实施方式中，所述第一铜层7是包含铜和玻璃的烧附铜层，第一铜层7的厚度优选为10-15μm，用于制备第一铜层7的铜膏可以包括铜粉、玻璃和树脂，其中铜粉是作为铜端电极的主要成分，经高温烧结后形成实现导电功能，玻璃的主要成分是二氧化硅，主要作用是将第一铜层7与陶瓷本体1咬合进行可靠连接，同时高温熔化润湿铜粉，促进铜粉实现导电功能，而树脂用来调节铜膏的粘度，不仅保证铜粉和玻璃在铜膏中均匀分布，且能够将铜膏黏附于所述陶瓷本体1的端部。烧附(又称烧结)方法制备铜层的工艺成熟，成本较低。在烧附过程中，树脂挥发，并于所述第一铜层7中形成有若干空洞(见图8所示)，若干空洞例如分布在第一铜层7的外表面上和内部，所述第二铜层8填补部分所述空洞，第二铜层8例如填补分布在第一铜层7的外表面上的所述空洞。通过第二铜层8填补部分所述空洞，有效将第一铜层7与镍层9进行隔离，避免电镀工艺的镍液渗入第一铜层7的空洞，从而避免后续应用过程中陶瓷本体1产生裂纹。
第一铜层7是包含铜和玻璃的烧附铜层时，第一铜层7的内表面和外表面的玻璃含量高于所述第一铜层7其余位置的玻璃含量，第一铜层7的内表面是朝向陶瓷本体1的表面，第一铜层7的外表面是朝向第二铜层8的表面，因为在烧附制备第一铜层7时，由于高温的作用，玻璃倾向于向铜膏的内、外两边界处运动，导致第一铜层7的内表面和外表面的玻璃含量更高，借助SEM(扫描电子显微镜)，可以清晰地看出第一铜层7的内表面和外表面排布了更多的玻璃，且第一铜层7的内表面的玻璃排布较其余位置更整齐，第一铜层7通过位于内表面的玻璃与陶瓷本体1咬合，可以增加第一铜层7与陶瓷本体1的结合力。
在烧附制备第一铜层7时，第一铜层7内形成有氧化铜，且所述第一铜层7外表面的氧化铜的含量高于所述第一铜层7其余位置的氧化铜的含量，所述第一铜层7的外表面的氧含量高于所述第一铜层7其余位置的氧含量。第一铜层7在自内表面向外表面的厚度方向上，所述第一铜层7的氧化铜的含量和氧含量逐渐升高，所述第一铜层7中氧化铜或氧的含量可以通过能谱仪等仪器测量出。
在一具体实施方式中，第二铜层8是包含铜和玻璃的烧附铜层，第二铜层8的厚度优选为3-5μm，用于制备第二铜层8的铜膏可以包括铜粉、玻璃和树脂，烧附方法制备铜层的工艺成熟，成本较低，因第二铜层8主要起隔离作用，其厚度可以降低，从而降低成本，降低了整个多层陶瓷电容器的尺寸，且选择3-5μm厚的第二铜层8已能够具备较佳的隔离作用。
第二铜层8是包含铜和玻璃的烧附铜层时，虽然第二铜层8在烧附的过程中也会产生空洞，但由于第二铜层8的隔离作用，即使第二铜层8的空洞内残留镍金属，产生的内应力也无法作用于陶瓷本体1。第二铜层8的内表面和外表面的玻璃含量高于所述第二铜层8其余位置的玻璃含量，第二铜层8的内表面是朝向第一铜层7的表面，第二铜层8的外表面是朝向镍层9的表面，在烧附制备第二铜层8时，由于高温的作用，玻璃倾向于向铜膏的内、外两边界处运动，导致第二铜层8的内表面和外表面的玻璃含量更高，同样借助SEM(扫描电子显微镜)，可以清晰地看出第二铜层8的内表面和外表面排布了更多的玻璃，且第二铜层8的内表面的玻璃排布较其余位置更整齐，第二铜层8通过位于内表面的玻璃与第一铜层7咬合，内表面的玻璃含量较高，可以增加第二铜层8与第一铜层7的结合力，所述第二铜层8通过位于外表面的玻璃与后续镍层结合，外表面的玻璃含量较高，可以增加第二铜层8与镍层的结合力。
所述第一铜层7的外表面与所述第二铜层8的内表面交界处的玻璃含量高于所述第一铜层7与第二铜层8的其余位置的玻璃含量，由于第一铜层7和第二铜层8均通过烧附形成，玻璃倾向于向铜膏的内、外两边界处运动，导致第一铜层7的外表面与所述第二铜层8的内表面交界处的玻璃含量达到最高。
在烧附制备第二铜层8时，所述第二铜层8内形成有氧化铜，且所述第二铜层8的外表面的氧化铜的含量高于所述第二铜层8其余位置的氧化铜的含量，所述第二铜层8的外表面的氧含量高于所述第二铜层8其余位置的氧含量。在自内表面向外表面的厚度方向上，所述第二铜层8的氧化铜的含量和氧含量逐渐升高，所述第二铜层8中氧化铜或氧的含量同样可以通过能谱仪仪器测量出。
在一具体实施方式中，第二铜层8的致密性高于第一铜层7的致密性，致密性是指第一铜层7和第二铜层8中颗粒的紧密程度。提高第二铜层8的致密性可以通过以下方法实现，第二铜层8中的铜的粒径小于所述第一铜层8中铜的粒径，或者所述第二铜层8的烧结温度大于第一铜层7的烧结温度。致密性越高，第一铜层7和第二铜层8中的空洞越少，通过控制第二铜层8的致密性高于第一铜层7的致密性，可以减少第二铜层8中的空洞，在通过电镀工艺制备镍层9时，电镀工艺的镍液渗入第二铜层8，减少后续应用过程中焊锡操作造成第二铜层8和镍层9的材料热收缩应力。此外，通过控制第二铜层8的致密性高于第一铜层7的致密性，使第二铜层8的外表面更加平整，减少电镀工艺的镍液渗入，减少在第二铜层8的粗糙面残留液体，在多层陶瓷电容器应用时，避免因焊锡的高温产生的空洞气化而出现喷锡的现象，进而避免了喷锡造成多层陶瓷电容器应用的电路板产生短路的现象。
在一较佳实施方式中，第二铜层8是包含纯铜的电镀铜层，第二铜层8的厚度优选为1-2μm，所述第二铜层8的致密性高于所述第一铜层7的致密性，电镀铜层的铜纯度更高，不具有树脂、玻璃等成分，因此可达到平整的致密性，使第二铜层8为平整的铜层，可避免表面残留液体，电镀方式制备的第二铜层8的致密性会显著提高，由此可以使其致密性远远超过第一铜层7的致密性，从而减少后续应用过程中焊锡操作造成第二铜层8和镍层9的材料热收缩应力，以及避免因焊锡的高温产生的空洞气化而出现喷锡的现象。
采用电镀方式制备的第二铜层8，所述第二铜层8中的铜的粒径小于所述第一铜层7中铜的粒径，进一步使所述第二铜层8的致密性高于所述第一铜层7的致密性，从而更进一步地减少后续应用过程中焊锡操作造成第二铜层8和镍层9的材料热收缩应力，以及避免因焊锡的高温产生的空洞气化而出现喷锡的现象。
在一较佳实施方式中，参见图5-7所示，第一外电极5和/或第二外电极6还包括第一银层11，所述第一银层11设置在所述陶瓷本体1和第一铜层7之间并将对应的第一内电极2和第二内电极3电性连接，银的导电系数更高，第一银层11可以更佳地与所述第一内电极2和第二内电极3电性连接，第一银层11可以通过烧附形成，因第一银层11的质地较软，在多层陶瓷电容器的应用过程中，第一银层11能够起到缓冲作用，分散对多层陶瓷电容器贴装或焊接的基板的弯折力。所述第一银层11仅形成在陶瓷本体1的端面上，并且第一银层11的厚度大于第一铜层7的厚度，如此可以起到更好地缓冲效果。
本发明还提供一种多层陶瓷电容器的制备方法，包括：步骤S1-S2。
步骤S1：提供陶瓷本体1，包括层叠设置的第一内电极2、第二内电极3以及位于所述第一内电极2和所述第二内电极3之间的介电层4。
陶瓷本体1可采用已知方法制备形成，在此不予赘述。
步骤S2：在所述陶瓷本体1上形成第一外电极5和第二外电极6，所述第一外电极5电连接所述第一内电极2，所述第二外电极6电连接所述第二内电极3，所述第一外电极5和/或第二外电极6包括自所述陶瓷本体1由内向外依次层叠的第一铜层7、第二铜层8、镍层9和锡层10。
采用上述方法制备的多层陶瓷电容器的第一外电极5和/或第二外电极6中，在第一铜层7与镍层9之间增加了第二铜层8，形成了双层铜的外电极结构，第二铜层8的铜会填补第一铜层7在制备时形成的大部分空洞，甚至全部空洞，第二铜层8有效将第一铜层7与镍层9进行隔离，从而解决后续电镀工艺的镍液渗入第一铜层7内的问题，在多层陶瓷电容器后续应用过程中，第一铜层7和第二铜层8的各项性能基本相同并具有较佳相容性，即使第二铜层8与镍层9的热膨胀系数或者热收缩率不同，由于第二铜层8的隔离作用，产生的内应力也无法作用于陶瓷本体1，从而有效减少第一铜层7与陶瓷本体1的内应力，减少焊锡过程中造成材料热收缩应力(热应力)，避免了陶瓷本体1因残留应力过大而产生裂纹。
在一具体实施方式中，第一铜层7采用以下方法形成：将铜膏沾附在所述陶瓷本体1上，通过烧附形成所述第一铜层7。第二铜层8采用以下方法形成：将铜膏沾附在所述第一铜层7上，通过烧附形成所述第二铜层8。
其中，用于形成所述第一铜层7和所述第二铜层8的铜膏均包括铜粉、玻璃和树脂，所述铜粉中包括球状铜粉和/或片状铜粉，用于形成所述第二铜层8的片状铜粉的尺寸小于用于形成所述第一铜层7的片状铜粉的尺寸，用于形成所述第二铜层8的球状铜粉的尺寸小于用于形成所述第一铜层7的球状铜粉的尺寸。作为优选方式，用于形成所述第一铜层7的片状铜粉的尺寸为7-9μm，用于形成所述第二铜层8的片状铜粉的尺寸为2-3μm，上述片状铜粉的尺寸为烧结前所述片状铜粉的尺寸，在烧结后，所述片状铜粉的尺寸会变小，但第二铜层8中片状铜粉的尺寸依然小于第一铜层7中片状铜粉的尺寸，由此，能够显著提高第二铜层8的致密性，减少后续应用过程中焊锡操作造成第二铜层8和镍层9的材料热收缩应力，使第二铜层8的外表面更加平整，减少电镀工艺的镍液渗入，减少在第二铜层8的粗糙面残留液体，在多层陶瓷电容器应用时，避免因焊锡的高温产生的空洞气化而出现喷锡的现象。
在另一具体实施方式中，第一铜层7采用以下方法形成：将铜膏沾附在所述陶瓷本体1上，通过烧附形成所述第一铜层7。第二铜层8采用以下方法形成：通过电镀方法在所述第一铜层7上形成所述第二铜层8。其中，用于形成所述第一铜层7的铜膏包括铜粉、玻璃和树脂，用于电镀形成的所述第二铜层8为纯铜。电镀铜层的铜纯度更好，不具有树脂、玻璃等成分，因此可达到平整的致密性，使第二铜层8为平整的铜层，可避免表面残留液体，电镀方式制备的第二铜层8的致密性会显著提高，由此可以使其致密性远远超过第一铜层7的致密性，从而减少后续应用过程中焊锡操作造成第二铜层8和镍层9的材料热收缩应力，以及避免因焊锡的高温产生的空洞气化而出现喷锡的现象。
在一具体实施方式中，步骤S2还包括：先在所述陶瓷本体1通过烧附的方式形成电性连接对应第一内电极2和第二内电极3的第一银层11，再在所述第一银层11上形成所述第一铜层7、第二铜层8、镍层9和锡层10，第一银层11的内表面朝向陶瓷本体1，第一银层11的外表面朝向第一铜层7，因第一银层11的质地较软，在多层陶瓷电容器的应用过程中，第一银层11能够起到缓冲作用，分散对多层陶瓷电容器贴装或焊接的基板的弯折力。
为了对本申请的技术方案有进一步的了解，现结合更具体的实施例详细描述如下。
实施例1
本实施例的多层陶瓷电容器中，所述第一铜层7是包含铜和玻璃的烧附铜层，所述第二铜层8也是包含铜和玻璃的烧附铜层。
本实施例的多层陶瓷电容器的制备方法包括以下步骤。
步骤S11：提供陶瓷本体1，并准备铜膏，用于形成第一铜层7的铜膏包括颗粒状铜粉、片状铜粉(尺寸范围为7-9μm)、玻璃及树脂，用于形成第二铜层88的铜膏包括颗粒状铜粉、片状铜粉(尺寸范围为2-3μm)、玻璃及树脂。
步骤S21：将用于形成第一铜层7的铜膏粘附在所述陶瓷本体1上，其中树脂起粘结作用，然后一次烧附铜膏，通过玻璃增加与陶瓷本体1咬合，增加结合力，铜膏内的树脂在烧结过程中从铜膏表面挥发从而形成空洞，在一次烧附铜膏时，玻璃倾向于向铜膏的内、外两边界流动，最终形成厚度为15μm的第一铜层7。
步骤S31：将用于形成第二铜层8的铜膏粘附在所述第一铜层7上，然后二次烧附铜膏，最终形成厚度为5μm的第二铜层8。
步骤S41：在第二铜层8上电镀镍，最终形成厚度为5μm的镍层9；
步骤S51：在镍层9上电镀锡，最终形成厚度为2μm的锡层10。
本实施例中，在制备多层陶瓷电容器过程中，对第一铜层7和第二铜层8的外表面采用SEM(扫描电子显微镜)进行扫描，得到图8-9所示的SEM图像，从图8和图9可以看出，制备的第一铜层7的外表面上形成有空洞，制备的第二铜层8的致密性明显高于第一铜层7的致密性，第二铜层8的铜能够填补第一铜层7在制备时形成的空洞，解决后续电镀工艺的镍液渗入第一铜层7内的问题，在多层陶瓷电容器后续应用过程中，由于第二铜层8的隔离作用，产生的内应力也无法作用于陶瓷本体1，从而有效减少第一铜层7与陶瓷本体1的内应力，减少焊锡过程中造成材料热收缩应力，避免陶瓷本体1因残留应力过大而产生裂纹。
实施例2
本实施例的多层陶瓷电容器中，所述第一铜层7是包含铜和玻璃的烧附铜层，第二铜层8是包含纯铜的电镀铜层。
本实施例的多层陶瓷电容器的制备方法包括以下步骤。
步骤S11：提供陶瓷本体1，用于形成第一铜层7的铜膏包括颗粒状铜粉、片状铜粉(尺寸范围为7-9μm)、玻璃及树脂。
步骤S21：将用于形成第一铜层7的铜膏粘附在所述陶瓷本体1上，其中树脂起粘结作用，然后一次烧附铜膏，通过玻璃增加与陶瓷本体1咬合，增加结合力，铜膏内的树脂在烧结过程中从铜膏表面挥发从而形成空洞，在一次烧附铜膏时，玻璃倾向于向铜膏的内、外两边界流动，最终形成厚度为15μm的第一铜层7。
步骤S31：在第一铜层7上电镀铜，最终形成厚度为2μm的第二铜层8。
步骤S41：在第二铜层8上电镀镍，最终形成厚度为5μm的镍层9；
步骤S51：在镍层9上电镀锡，最终形成厚度为2μm的锡层10。
本实施例中，在制备多层陶瓷电容器过程中，对第二铜层8的外表面采用SEM(扫描电子显微镜)进行扫描，得到图10所示的SEM图像，从图10可以看出，相比实施例1的第二铜层8，本实施例通过电镀方法得到的第二铜层8的致密性进一步提高，因此可达到平整的致密性，使第二铜层8为平整的铜层，可避免表面残留液体，从而减少后续应用过程中焊锡操作造成第二铜层8和镍层9的材料热收缩应力，以及避免因焊锡的高温产生的空洞气化而出现喷锡的现象。
实施例3
本实施例的多层陶瓷电容器的制备方法与实施例1的制备方法基本相同，区别在于：所述第一外电极5和第二外电极6还包括第一银层11，所述第一银层11设置在所述陶瓷本体1和第一铜层7之间并将对应的第一内电极2和第二内电极3电性连接。
本实施例的多层陶瓷电容器的制备方法包括以下步骤。
步骤S11：同实施例1。
步骤S61：准备银膏，银膏包括颗粒状银粉、玻璃及树脂，将银膏粘附在所述陶瓷本体1上，然后烧附银膏，最终形成厚度为2μm的第一银层11。
步骤S21：同实施例1，区别在于：将用于形成第一铜层7的铜膏粘附在第一银层11上。
步骤S31-S51：同实施例1。
本实施例中，通过在所述陶瓷本体1和第一铜层7之间设置质地较软的第一银层11，在多层陶瓷电容器的应用过程中，第一银层11能够起到缓冲作用，分散对多层陶瓷电容器贴装或焊接的基板的弯折力。
以上所有实施例中，还可以将第二铜层8替换为第二银层，其相关结构及制备方法与各实施例的描述方式大致相同，在此不再赘述。需要强调的是，由于银的导电系数高于铜的导电系数，采用银可以达到更佳的电连接性能；由于银的密度大于铜的密度，因此，同样条件下的第二银层的致密性会高于第一铜层7的致密性，可以更好地填充第一铜层7所留下的空洞，达到更好的防止锡液或水汽渗入效果；烧附后的第二银层具有更好的延展性，在多层陶瓷电容器受到外部机械应力时，第二银层可以产生弹性或塑性变形，起到更好的缓冲作用，进而可以更好分散外部产生的应力，也可以对第一铜层更好地形成保护作用。另外，当所述第一外电极5和第二外电极6还包括第一银层11时，所述第一银层11和第二银层会分别形成在第一铜层7的内、外表面，可以形成双层缓冲作用，效果更佳。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (23)
1.一种多层陶瓷电容器，其特征在于，包括：
陶瓷本体，包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及位于所述第一内电极和所述第二内电极之间的介电层；
第一外电极和第二外电极，设置在所述陶瓷本体上，所述第一外电极电连接所述第一内电极，所述第二外电极电连接所述第二内电极；
所述第一外电极和/或第二外电极包括自所述陶瓷本体由内向外依次层叠的第一铜层、第二铜层或第二银层、镍层和锡层；
所述第一铜层中形成有若干空洞，所述第二铜层或第二银层填补部分所述空洞，所述第二铜层或第二银层的致密性高于所述第一铜层的致密性。
2.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一铜层是包含铜和玻璃的烧附铜层。
3.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一铜层的厚度为10-15μm。
4.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一铜层的内表面和外表面的玻璃含量高于所述第一铜层其余位置的玻璃含量。
5.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一铜层内形成有氧化铜，且所述第一铜层外表面的氧化铜的含量高于所述第一铜层其余位置的氧化铜的含量，所述第一铜层的外表面的氧含量高于所述第一铜层其余位置的氧含量。
6.根据权利要求5所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一铜层在自内表面向外表面的厚度方向上，氧化铜的含量和氧含量逐渐升高。
7.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二铜层是包含铜和玻璃的烧附铜层，或者所述第二银层是包含银和玻璃的烧附银层。
8.根据权利要求7所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二铜层或第二银层的厚度为3-5μm。
9.根据权利要求7所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二铜层或第二银层的内表面和外表面的玻璃含量高于所述第二铜层或第二银层其余位置的玻璃含量。
10.根据权利要求9所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一铜层的外表面与所述第二铜层或第二银层的内表面交界处的玻璃含量高于所述第一铜层与第二铜层或第二银层的其余位置的玻璃含量。
11.根据权利要求7所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二铜层或第二银层内形成有氧化铜或氧化银，且所述第二铜层或第二银层的外表面的氧化铜或氧化银的含量高于所述第二铜层或第二银层其余位置的氧化铜或氧化银的含量，所述第二铜层或第二银层的外表面的氧含量高于所述第二铜层或第二银层其余位置的氧含量。
12.根据权利要求11所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二铜层或第二银层在自内表面向外表面的厚度方向上，氧化铜或氧化银的含量和氧含量逐渐升高。
13.根据权利要求7所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二铜层中的铜的粒径小于所述第一铜层中铜的粒径，或者所述第二铜层的烧结温度大于第一铜层的烧结温度。
14.根据权利要求2所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二铜层是包含纯铜的电镀铜层，或者所述第二银层是包含纯银的电镀银层。
15.根据权利要求14所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二铜层或第二银层的厚度为1-2μm。
16.根据权利要求14所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第二铜层中的铜的粒径小于所述第一铜层中铜的粒径，进一步使所述第二铜层的致密性高于所述第一铜层的致密性。
17.根据权利要求1所述的多层陶瓷电容器，其特征在于，所述第一外电极和/或第二外电极还包括第一银层，所述第一银层设置在所述陶瓷本体和第一铜层之间并将对应的第一内电极和第二内电极电性连接。
18.一种多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，包括：
提供陶瓷本体，包括层叠设置的第一内电极、第二内电极以及位于所述第一内电极和所述第二内电极之间的介电层；
在所述陶瓷本体上形成第一外电极和第二外电极，所述第一外电极电连接所述第一内电极，所述第二外电极电连接所述第二内电极，所述第一外电极和/或第二外电极包括自所述陶瓷本体由内向外依次层叠的第一铜层、第二铜层或第二银层、镍层和锡层；
所述第一铜层中形成有若干空洞，所述第二铜层或第二银层填补部分所述空洞，所述第二铜层或第二银层的致密性高于所述第一铜层的致密性。
19.根据权利要求18所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述第一铜层采用以下方法形成：将铜膏沾附在所述陶瓷本体上，通过烧附形成所述第一铜层；
所述第二铜层或第二银层采用以下方法形成：将铜膏或银膏沾附在所述第一铜层上，通过烧附形成所述第二铜层或第二银层。
20.根据权利要求19所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，用于形成所述第一铜层和所述第二铜层的铜膏均包括铜粉、玻璃和树脂，所述铜粉中包括球状铜粉和/或片状铜粉，用于形成所述第二铜层的铜粉的尺寸小于用于形成所述第一铜层的铜粉的尺寸。
21.根据权利要求20所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，用于形成所述第一铜层的片状铜粉的尺寸为7-9μm，用于形成所述第二铜层的片状铜粉的尺寸为2-3μm。
22.根据权利要求18所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述第一铜层采用以下方法形成：将铜膏沾附在所述陶瓷本体上，通过烧附形成所述第一铜层，用于形成所述第一铜层的铜膏包括铜粉、玻璃和树脂；
所述第二铜层或第二银层采用以下方法形成：通过电镀方法在所述第一铜层上形成所述第二铜层或第二银层，用于电镀形成的所述第二铜层或第二银层为纯铜或纯银。
23.根据权利要求18所述的多层陶瓷电容器的制备方法，其特征在于，所述第一外电极和/或第二外电极的制备方法还包括：先在所述陶瓷本体通过烧附的方式形成电性连接对应第一内电极和第二内电极的第一银层，再在所述第一银层上形成所述第一铜层、第二铜层或第二银层、镍层和锡层。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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